Le module de puissance adopte une architecture à trois niveaux

En combinant leurs expertises respectives en ingénierie dans la fabrication de l'électronique de puissance, les deux entreprises visent à optimiser les chaînes de valeur de fabrication et à accélérer l'adoption de technologies de conversion économes en énergie. L'objectif principal de cette collaboration stratégique est d'établir une configuration physique standardisée permettant aux équipementiers d'unifier la conception de leurs onduleurs pour les équipements d'entraînement industriels et les systèmes d'énergie renouvelable.

Architecture du système et optimisation de la configuration des bornes
Le boîtier standardisé fusionne des éléments de conception issus de deux plateformes existantes : le boîtier haute puissance de type LV100 de Mitsubishi Electric et l'architecture Semitrans20 de Semikron Danfoss. La solution fonctionne en intégrant une topologie de circuit de type T à 3 niveaux directement dans un boîtier de module unifié. Cette topologie contrôle la tension du courant continu en utilisant trois niveaux de potentiel distincts plutôt que deux, ce qui produit une forme d'onde de tension de sortie qui s'approche étroitement d'une onde sinusoïdale pure.

Au niveau du système, les responsabilités sont partagées également entre les partenaires ; les deux entités ont co-développé le cadre de standardisation physique, mais fabriqueront et commercialiseront indépendamment leurs propres puces à semi-conducteurs propriétaires au sein du boîtier compatible. La conception présente une disposition optimisée des bornes d'électrodes principales et des bornes de commande auxiliaires structurées explicitement pour les opérations à 3 niveaux. En standardisant l'empreinte physique, les configurations de brochage et les interfaces électriques, la plateforme garantit la compatibilité entre les fabricants, offrant ainsi aux industriels une sécurité d'approvisionnement par double source.

Améliorations de l'efficacité et cas d'utilisation industrielle
Le déploiement de ce boîtier multiniveau intégré cible directement les systèmes d'entraînement industriels, les onduleurs solaires et les convertisseurs d'énergie éolienne. Les architectures d'onduleurs traditionnelles reposent fortement sur des circuits conventionnels à 2 niveaux, qui introduisent une distorsion harmonique plus élevée et des pertes de commutation élevées aux hautes fréquences de fonctionnement.

En utilisant le nouveau boîtier standard à 3 niveaux, les systèmes peuvent réaliser des gains d'efficacité significatifs en matière de conversion de puissance. La topologie adoptée réduit la contrainte de saut de tension (Delta V) subie par les commutateurs à semi-conducteurs internes lors des transitions d'état, ce qui abaisse les pertes d'énergie de commutation. De plus, la forme d'onde de sortie plus propre minimise la distorsion harmonique, permettant de réduire la taille des composants de filtrage périphériques associés, tels que les inductances et les condensateurs. Ce mécanisme technique permet d'obtenir des conceptions d'onduleurs plus compactes, d'améliorer la stabilité des processus et de réduire los coûts structurels de fabrication.

Le concept de boîtier sous-jacent a été exposé au salon et conférence Power Conversion Intelligent Motion (PCIM) Europe qui s'est tenu à Nuremberg, en Allemagne, du 9 au 11 juin 2026. 

Contexte supplémentaire :
Cette section détaille les spécifications techniques et le benchmarking concurrentiel non inclus dans l'annonce initiale du produit.

Le boîtier standardisé à 3 niveaux établit une alternative opérationnelle distincte aux modules IGBT autonomes à 2 niveaux et aux boîtiers multiniveaux propriétaires spécifiques à chaque fabricant. Les modules traditionnels à 2 niveaux présentent une complexité de configuration initiale plus faible, mais nécessitent des filtres harmoniques plus importants pour protéger les moteurs industriels en aval contre la dégradation de l'isolation causée par des pics de tension élevés. Le circuit multiniveau intégré de type T comprime ces dépendances aux filtres externes en divisant la contrainte de tension, équilibrant les charges électriques. 

Lorsqu'elle est évaluée par rapport à d'autres topologies multiniveaux, telles que les circuits Neutral Point Clamped (NPC), la configuration de type T utilisée dans ce boîtier présente des compromis de performance spécifiques. Alors que les circuits NPC standards utilisent des diodes de calage auxiliaires qui augmentent le nombre total de composants et les pertes de conduction aux fréquences de commutation plus basses, la variante de type T utilise un commutateur bidirectionnel connecté directement au bus CC neutre. Ce choix de conception optimise l'efficacité de conduction pour les fréquences de commutation basses à moyennes, qui sont très répandues dans les entraînements de moteurs industriels.

De plus, par rapport aux modules de puissance propriétaires, cette norme ouverte co-développée atténue les défaillances de point unique dans la chaîne d'approvisionnement. En établissant un contour physique et une empreinte de bornes standards, il est possible d'insérer le module de l'un ou l'autre fabricant directement dans la même plaque de base mécanique et la même interface de pilote de grille sans redessiner l'ensemble électronique de puissance de l'onduleur central.

Publié  avec l’a ssistance de l’IA par Natania Lyngdoh, rédactrice pour Induportals.

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